“5G+智慧交通”的應(yīng)用場景研究

肖磉

（廣東南方通信建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引言

智慧城市交通整體系統(tǒng)發(fā)展的重點項目之一就是智慧交通的應(yīng)用建設(shè)。這一管理系統(tǒng)將5G 技術(shù)、信息技術(shù)、遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)通信等技術(shù)進行有機結(jié)合，再統(tǒng)一用于城市的交通管理工作中。在這些技術(shù)的保障下，交通管理工作的精準性與效率性都得到了顯著的提升。其中5G 技術(shù)對智慧交通事業(yè)的建設(shè)更是功不可沒，如何將“5G+智慧交通”這一新型管理模式廣泛應(yīng)用于交管工作中，是值得深入思考的問題。

1 公路治堵

公路擁堵是交通管理中最為常見也最為嚴峻的內(nèi)容。公路的擁堵類型主要包括：常態(tài)化擁堵與突發(fā)事件造成的擁堵。使用“5G+智慧交通”對公路擁堵這一現(xiàn)象進行治理（圖1），主要工作流程大致可分為開展實況監(jiān)測、擁堵現(xiàn)象研判以及緩解并消除擁堵現(xiàn)象三步。針對第一環(huán)節(jié)，即對交通路況的實施監(jiān)測，該環(huán)節(jié)可以采用“雷達+視頻”這一監(jiān)測手段，具體的檢測內(nèi)容應(yīng)包括但不僅限于：機動車流量、非機動車狀態(tài)、道路基礎(chǔ)設(shè)施情況、以及與交通相關(guān)的環(huán)境參數(shù)。對于機動車狀態(tài)檢測一般包括：車輛速度、車輛狀態(tài)、車道流量、道路流量、路口排隊長度等內(nèi)容。異常狀態(tài)包括交通事故、道路施工、非法停車等。環(huán)境參數(shù)包括：路面拋灑物、道路積水、路面坑洞、橫風(fēng)、雨雪、大霧等[1]。交通擁堵的研判的基本方法是在歷史、及實時交通態(tài)勢綜合分析的基礎(chǔ)之上對擁堵現(xiàn)象展開研究與判定，其中的研判內(nèi)容主要包括對當前車流量的分析、統(tǒng)一時段不同路段的對比、對可能發(fā)生擁堵的路段或車輛進行統(tǒng)計分析并進行預(yù)判，在此基礎(chǔ)上通過相關(guān)技術(shù)手段進行預(yù)警、分流、誘導(dǎo)、管控，通過提前介入的方法緩解擁堵。緩解交通擁堵的技術(shù)手段一般包括：車路協(xié)同（V2X）、車聯(lián)網(wǎng)、動態(tài)誘導(dǎo)、自適應(yīng)信控管控等。

圖1 公路治堵的具體流程

2 智能精準管理與養(yǎng)護

5G 這一科技成果具有較大的容納性，借助這一特性就可以對具體道路內(nèi)相關(guān)的交通設(shè)備進行串聯(lián)，并對各設(shè)備進行智慧化的控制，這樣不僅能提升對單位道路內(nèi)交通設(shè)備的集中性調(diào)控，還滿足了不同道路間開展綜合調(diào)控的工程。舉例說明，5G 技術(shù)可以將同一條馬路“管轄”范圍內(nèi)的信號燈、路燈等照明設(shè)備、防撞擊護欄、安全島與綠化區(qū)、電井水井光纜等一切關(guān)乎道路能否正常使用的基礎(chǔ)性設(shè)備進行統(tǒng)一的掌握與調(diào)控，在這些關(guān)鍵性設(shè)備旁邊設(shè)置較為清晰的攝像設(shè)備，以便于交管人員能夠?qū)崟r查看各要素的實際情況，判斷當前道路的變化趨勢。例如，當某一路段突然發(fā)生較為嚴重的交通事故，這就需要交管部門及時對故障現(xiàn)場進行緊急的調(diào)控與調(diào)度，以確保相關(guān)人員和車輛的安全[2]。

3 慢行過街環(huán)境

5G 技術(shù)可以被廣泛應(yīng)用于行人的慢行過街環(huán)境中，為過往行人營造安全性較高的慢行過街條件?？梢栽谲嚵髁枯^大、易發(fā)生剮蹭事故道路區(qū)域的人行橫道上設(shè)置人工智能設(shè)或者紅外感知系統(tǒng)，這樣就便于交管部門對過往行人途經(jīng)重點路段時的實時狀態(tài)進行掌控通過。尤其針對老人、兒童、殘疾人、孕婦等較為特殊的行人，要為行人充分營造慢行的條件。人流通過斑馬線時可以將這一信號傳輸給對應(yīng)的感知系統(tǒng)，智慧交通系統(tǒng)就可以及時發(fā)出對應(yīng)的提示或者信號，提醒車輛的駕駛?cè)藛T減速慢行或者禮讓行人。用這樣的手段可以有效地減少意外事故的發(fā)生，為交通出行提供基于新模式的安全保障[3]。

4 智慧公交服務(wù)

廣州珍寶巴士和廣東電信合作，于2019 年推出了“5G+智慧公交車”并投入使用，深圳、廈門等地也陸續(xù)推出了不同場景下的智慧公交服務(wù)（圖2），這一舉措標志著“5G+公交”的時代已經(jīng)逐漸來臨，而廣州市也因此已然成為國內(nèi)首個將“5G+公交”這一新型概念進行商業(yè)性轉(zhuǎn)化的示范性城市。這臺公交車內(nèi)采用了超高清視頻圖像設(shè)備，以便遠程管理人員對車輛內(nèi)部人員展開實時的監(jiān)測，行駛過程中，若前方道路出現(xiàn)意外情況，還會觸發(fā)實時化語音提醒功能。這樣的舉措使公交運行服務(wù)的水準得以不斷提升，也充分滿足了出行的市民的新鮮感與體驗感。

圖2 智慧公交運行原理

對公共交通的出行運營工作進行調(diào)度的過程中，5G 技術(shù)的引入可以實現(xiàn)對公交實時行駛狀態(tài)、站臺內(nèi)乘客等候數(shù)量、車輛到達距離、等候時間等多方面決定因素的實時掌握。還能及時了解公交經(jīng)停道路在特定時段是否存在擁堵的現(xiàn)象，方便司機進行車速的控制，也方便了候車乘客對等車過程中耗時的精準把控。這一舉措極大程度地便利了各路公交的運營能力與管理調(diào)節(jié)工作。處于對乘客安全負責的角度，司機每日上車前都要進行基于人臉識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息采集。這樣就能有效避免冒名駕駛危害乘客安全的惡性事件發(fā)生。還能在駕駛?cè)藛T沒有嚴格遵守駕駛過程中安全規(guī)定的時候采用智能化語音系統(tǒng)對其開展及時的提醒，以確保司機駕駛過程中的穩(wěn)定與乘客的安全[4]。

5 軌道交通運營

城市中軌道交通具有極大的吞吐量，也是城市中最富有生機活力的公共交通運輸手段。但由于軌道交通大部分運行空間都在地下，在地面交通的通信手段、大數(shù)據(jù)手段都會受到制約。而通過5G 技術(shù)的相關(guān)特性可以對城市軌道交通的客流量進行實時的了解與控制，將城市內(nèi)的軌道交通利用5G 技術(shù)就可以緩解客流高峰期的擁堵情況。例如處于上下班高峰期間段，地鐵、輕軌等相關(guān)城市軌道中常常會出現(xiàn)由于候車人數(shù)過多導(dǎo)致的人流量過大，采用5G 技術(shù)對其進行監(jiān)測，對人流進行智慧化的語音提示，就可以對這一現(xiàn)象起到適當緩解的作用。

6 交通樞紐

大型城市的長途汽車站、高鐵樞紐、國際機場等關(guān)鍵性交通樞紐處于多種交通運輸方式交匯、城際交通流量交匯的狀態(tài)，利用5G 技術(shù)對客流的實時情況集中反應(yīng)給各交通樞紐的調(diào)度管理系統(tǒng)，提升其管理工作的效率，還可以將人臉識別與定位技術(shù)廣泛應(yīng)用在這些關(guān)鍵性的交通樞紐中，對行為反常的游客個體或群體開展針對性的控制，以避免發(fā)生較為惡劣的緊急性安全事件。以上第三、四、五六點對于5G 技術(shù)的具體應(yīng)用架構(gòu)與細節(jié)，如圖3 所示。

圖3 智慧交通具體工作架構(gòu)

7 交通應(yīng)急救援

當發(fā)生道路交通事故時，就導(dǎo)致事故點附近的路段乃至路網(wǎng)發(fā)生交通擁堵，而交通事故產(chǎn)生的擁堵一般會快速蔓延，這樣必然會對其救援工作的開展產(chǎn)生妨礙，也關(guān)乎事故發(fā)生現(xiàn)場的保護與當事人的生命財產(chǎn)安全問問題，合理利用5G 技術(shù)，就能在事故發(fā)生的第一時間將重大性交通事故的相關(guān)情況自動反饋至調(diào)控系統(tǒng)的后臺，交通指揮中心也就可以迅速對現(xiàn)場情況進行了解，及時展開布防與調(diào)控，號召車輛繞道而行，并確保無關(guān)車輛能夠遠離事故現(xiàn)場。消防、公安、應(yīng)急、路政等涉及的處置能力通過基于5G 的技術(shù)手段快速配置，對于交通事故的高效解決意義重大[5]。

8 交通運輸轉(zhuǎn)型升級

8.1 智能車輛

5G 技術(shù)的使用可以明確降低數(shù)據(jù)的傳輸速度，提升工作效率，并且可以在車輛與路況、車輛與車輛之間實現(xiàn)信息的對接與數(shù)據(jù)的互通。

8.2 邊緣計算

邊緣計算也是充分利用了5G 技術(shù)時效性較高、反應(yīng)速度較快等特征。這一工作的主要內(nèi)容就是以云服務(wù)與大數(shù)據(jù)信息技術(shù)作為技術(shù)基礎(chǔ)。對前方路況、等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行提前的掌握與調(diào)取，這樣就有利于司機及時掌握車輛身處環(huán)境與周圍的路況。

9 車聯(lián)網(wǎng)V2X 技術(shù)

在當前階段，車聯(lián)網(wǎng)可以利用當前較為先進的信息技術(shù)與通信手段來達成車輛內(nèi)外、車輛與車輛之間、車輛與駕駛者之間，車輛與具體道路及路況之間、車輛與集約化平臺之間網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的充分建立。并借助這一平臺的建立促進車輛自身的智慧能力、自動化水平與自主駕駛功能的提升。這樣也有利于業(yè)內(nèi)構(gòu)建新型交通服務(wù)的行業(yè)狀態(tài)，這一平臺可以支撐智慧交通在當前與未來的發(fā)展。這一技術(shù)是以全球統(tǒng)一的“3GPP”標準為基礎(chǔ)，建立了先進的名為C-V2X 的車網(wǎng)互聯(lián)的信息技術(shù)。其內(nèi)容主要涵蓋了從LTE 等移動通信技術(shù)為支撐的LTE-V2X 與LTE-eV2X 等技術(shù)類型或基于5GNR（新空口）平滑演進形成的5G-V2X 或NR-V2X技術(shù)。

C-V2X 這一技術(shù)在促進智慧交通發(fā)展的過程中。起到了較為重要的效能，這一技術(shù)主要通過將駕駛者與駕駛車輛、駕駛路線與網(wǎng)絡(luò)四者進行有機結(jié)合。利用這一技術(shù)可以滿足原來司機參與單車駕駛所不具備的信息連通與及時更新等優(yōu)勢。還可以有效解決司機在視線難以波及到的非視域區(qū)域中難以解決的例如、天氣、具體路況等問題。這一技術(shù)能夠積極助力智慧交通體系的創(chuàng)建與完善，并協(xié)助管理車輛優(yōu)先級等問題、促進交通調(diào)控系統(tǒng)的完善，減輕交通管控工作的中體工作量，也促進了汽車駕駛與交通管控等工作的簡易化發(fā)展操作，形成了業(yè)界的新模式，促進智慧交通行業(yè)的發(fā)展。

所謂多接入邊緣計算（Multiˉaccess Edge Computˉing）是從移動邊緣計算（Mobile Edge Computing）發(fā)展而成的，這也是當前這個5G 的智能化時代擁有的較為關(guān)鍵的技術(shù)類型。這一計算內(nèi)容的工作原理是借助邊緣處化部署平臺化的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，滿足在網(wǎng)用戶高時效的網(wǎng)絡(luò)需求，并且具有極強的計算能力與極大的儲存空間，并能夠滿足不同客戶對于服務(wù)內(nèi)容的不同需求。借助這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)與生成，就可以對一定區(qū)域范圍以內(nèi)的交通管轄內(nèi)容生成個性化服務(wù)系統(tǒng)。

10 結(jié)語

關(guān)于5G 技術(shù)的使用雖然具有明顯的技術(shù)性優(yōu)勢，但在當前智慧交通這一方向的應(yīng)用還處于探索與磨合的過程中。與傳統(tǒng)意義上的用于交通管理方面的單一的信息系統(tǒng)不同的是，5G 移動系統(tǒng)的架構(gòu)體系較為復(fù)雜，涉及運用到的科技成果也種類繁多，所以關(guān)于二者的適應(yīng)還有很長的路要走。隨著我國當前智慧交通及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，關(guān)于智慧交通的體系構(gòu)建也必然會走向完善與成熟，所以這更需要業(yè)界各方配合協(xié)調(diào)，積極創(chuàng)新，共同推動5G 技術(shù)同智慧交通的融合發(fā)展。